Yakıt hücrelerinin test edilmesi
Yakıt hücrelerini test ederken, malzemelerin ve bileşenlerin karakterizasyonu, uzun vadede hidrojen yakıt hücrelerinin verimliliğini, performansını ve hizmet ömrünü sağlamak için önemlidir. Hizmet ömrü tahmini/kalite kontrolü ile ilgili olarak, özelliklerde zaman içinde ve ayrıca montaj sırasında meydana gelen değişiklikler ana test unsurlarıdır. Hem numune hazırlama, hem numune şekilleri hem de test prosedürü, standartlara veya bireysel müşteri gereksinimlerine göre tanımlanır.
Yakıt hücresi bileşenlerinin testi Montaj sürecindeki testler Uygun ürünler
Yakıt hücresi nedir?
Yakıt hücrelerikimyasal enerjiyi gaz halindeki hidrojenden elektrik, su ve ısıya dönüştürür. Motorlu taşıtlar gibi elektronik ürün sistemleri veya sabit elektrik santralleri için enerji sağlarlar. Enerji veya otomotiv endüstrilerinde kullanılan geleneksel teknolojilerle karşılaştırıldığında, yakıt hücreleri önemli ölçüde daha verimlidir, emisyon üretmez ve çok sessizdir.
Yakıt pilleri, kullanılan elektrolit ve elektrotlara göre farklı kategorilere ayrılır. Bunlar arasında polimer elektrolit membranlı yakıt hücreleri (PEMFC), özellikle otomotiv endüstrisi (orta ve ağır hizmet taşıtları) için en umut verici olanıdır. Katı oksit yakıt hücreleri (SOFC) ise daha çok sabit enerji depolamada kullanılmaktadır.
Yakıt pilleri için öncelikli araştırma ve geliştirme hedefleri, maliyet verimliliği, artan performans ve hizmet ömrünün uzatılması konularını içerir.
Bir polimer elektrolit membran yakıt hücresi (PEMFC), bir polimer elektrolit membran (PEM), katalizör katmanları (CL'ler), gaz difüzyon katmanları (GDL'ler), çift kutuplu plakalar ve contalar içeren bir membran elektrot düzeneğinden (MEA) oluşur.
Yakıt hücresi bileşenlerinin test edilmesi
Yakıt hücresi sistemindeki her bileşen için mekanik özellikler önemlidir. Yakıt hücrelerini test ederken, aşağıdaki bileşenlere odaklanılır:
- Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM),
- Gaz difüzyon katmanları (GDL),
- Çift kutuplu plakalar ve contalar.
ZwickRoell çekme testi ve sürünme testi / dayanım testi, farklı ortamlarla veya farklı ortamlar olmadan, yapışma mukavemeti testi, 3 noktalı eğilme testi ve ileri yırtılma testi gibi çözümler sunar.
Yakıt hücresi bileşenlerinin mekanik stres altında test edilmesi
Montajdan sonra bileşenlerin, kombine bileşenlerin veya tüm yakıt hücresinin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi, gerçek çalışma koşullarında hücre performansını anlamak için çok önemlidir. ZwickRoell, müşterilerin montaj basıncının yakıt hücresi bileşenlerinin mekanik özelliklerini (kalınlık, elektriksel özellikler ve hava geçirgenliği) değiştirme üzerindeki etkisini anlamasını kolaylaştıran yakıt hücresi test çözümleri sunar.
Gaz difüzyon katmanlarının çok işlevli, verimli ve hassas karakterizasyonu
Gaz difüzyon katmanlarının test edilmesinde, malzemelerin karakterizasyonu, bunların verimliliğini, performansını ve ömrünü uzun vadede garanti altına almak için önemlidir. Basınç altında (TUC)deformasyon davranışı, iletkenlik (RUC) ve geçirgenlik (PUC) basınçla bağlantılı olarak araştırma ve geliştirme ile kalite güvencesi için büyük önem taşımaktadır.
ZwickRoell bu amaçla Multifunctional Cell Component Analyzer (MCCA) cihazını geliştirmiştir. Üç adet yüksek hassasiyetli doğrusal mesafe ölçer ve bir tesviye ünitesi yardımıyla, gaz difüzyon tabakasının bir yüzeyine basınç tam olarak uygulanabilir. Bu, gerçekçi basınç koşulları altında kalınlık değişimini
hassas bir şekilde ölçmeyi mümkün kılar. Aynı zamanda, altın kaplama baskı plakaları aracılığıyla elektrik direnci ve enjekte edilen gaz aracılığıyla geçirgenlik ölçülür, bu da basınca bağlı olarak değerlendirme yapılmasına olanak tanır.
testXpert test yazılımında, gerekli tüm test prosedürleri standart olarak önceden tanımlanmıştır. Bunlar, bireysel gereksinimlere göre uyarlanabilir. testXpert aracılığıyla bağlı sensörlerin kontrolü, veri toplama ve görselleştirme sayesinde, tüm testler şeffaf bir şekilde görüntülenebilir ve eksiksiz bir şekilde takip edilebilir.
Çok fonksiyonlu hücre bileşeni analizörünün avantajları:
- 3'ü 1 arada sistem, tek bir test adımında TUC, RUC ve PUC'nin verimli ve yüksek hassasiyetli ölçümünü sağlar
- Gerekli tüm test prosedürleri testXpert yazılımında önceden tanımlanmıştır. Testin başlatılması için tek bir tıklama yeterlidir.
- Modülerlik ve yenilenebilirlik sayesinde planlama güvenliği
- Sınırsız şeffaflık ve eksiksiz izlenebilirlik
Montaj sürecinde yakıt hücrelerinin test edilmesi
Montaj karmaşık bir süreçtir. Montaj kuvveti ve çalışma sıcaklığının etkileşimi, bileşenler arasında eşit olmayan bir stres dağılımına yol açar ve bu da belirli bir derecede deformasyona yol açar. Düşük verimliliğe ve doğruluğa sahip montaj süreçleri, üretim maliyetlerinin artmasına neden olur.
Yakıt hücrelerini test etmek için ZwickRoell cihazlarının kullanılması yardımcı olur
- montaj sürecini optimize etmek için
- montaj kuvvetlerinin ve diğer gerilmelerin etkileşiminin etkilerini anlamak
- montaj yükünü dinamik olarak ayarlamak
- montajın otomasyonunu ayarlamak
